榮譽 曲夢可

摘 要： 文章對結合虛擬仿真技術搭建工科碩士研究生科研平臺的現狀進行分析，闡述了結合虛擬仿真技術搭建工科碩士研究生工程科研平臺的搭建途徑，從學校、企業兩方面總結出一套符合實際的工科碩士研究生虛擬仿真科研平臺搭建方法，提出虛擬仿真和實物試驗結合理論。

關鍵詞： 研究生培養 虛擬仿真 科研平臺

隨著我國工科碩士研究生招生比例的不斷提高，工科碩士課題的選題和相關科研試驗平臺建設尤為重要，因為碩士研究生教育與本科教育的最大區別在于培養人才過程中的科研性。目前，我國高等學校普遍不具有較大規模的與企業生產環境相仿的試驗流水線。如何結合虛擬仿真搭建工科碩士研究生科研試驗平臺尤為重要，因為結合虛擬仿真環境可以在節省經費的同時使大部分科研試驗具有完成條件[1][2][3]。

虛擬仿真技術就是利用計算機數據分析技術、計算機圖形學、計算機系統動力學仿真技術等綜合使用，在計算機里面構建出與現實空間接近的儀器和設備科研環境，從而在虛擬仿真環境中完成相關的理論和試驗研究[4][5]。

1.工科碩士研究生試驗平臺的主要問題

1.1試驗設備及平臺建設費用高昂

工科碩士研究生課題的特點是具有科研創新性和應用性結合，基于此科研試驗平臺應該同時滿足創新技術和理論試驗需要，具有現有儀器設備的基本功能，這就導致相關試驗設備評價價格高昂，是普通高等學校無法承擔的，只有生產性企業才能負擔設備建設費用。

1.2試驗設備及平臺日常維護費用高昂

由于工科碩士研究生的科研方向一般都需要具有生產實踐意義，要獲得試驗數據一般需要生產線真實的生產驗證，通過大量的生產試驗驗證獲得數據及理論方法的正確性，這就要求研究人員在實際生產中進行分析總結，而生產費用和設備日常維護費用都十分高昂，即使高等學校也無法承受如此高昂的生產費用，更無法投入巨資維護這些設備平臺，且平臺建設很難在高校實現。

目前要實現這樣的較大規模且具有較強現實意義的試驗，只能通過協調相關生產企業進行開展，而企業對于新技術及工藝又相對保守，不愿意花費巨資進行常識性試驗研究。

1.3碩士研究生現場操作能力不足

目前，我國的工科碩士研究生大多都是從普通高等教育的本科院校考入的，普遍缺乏現場調試、生產、試驗經驗，對于大型試驗設備和生產設備都十分陌生，對于現場環境需要較長的周期才能適應。這些導致碩士研究生在企業真實生產環境平臺開展相關科研試驗時不熟悉其設備操作、運行的基本規律，容易導致誤操作損壞設備，從而無法獲取需要的試驗數據和理論驗證。

1.4缺乏企業有效支撐

企業的目標是追求利潤，其社會價值是為社會創造就業機會和稅收，為教育提供平臺只是其輔助功能。所以，大多數企業不愿意讓工科碩士研究生利用其生產線和生產設備開展實驗性質的研究工作，這樣既會耽誤生產任務又容易導致設備不必要的損傷。所以，目前的高等學校工科碩士研究生課題普遍缺乏企業的有效支撐。

1.5研究生培養沒和企業相結合

目前高等學校工科碩士研究生的課題普遍重視理論數據分析而忽視工程實際分析，這就導致其碩士課題沒有和企業實際項目需求結合，企業沒有積極性參與碩士研究生的培養。

2.虛擬仿真科研平臺建設途徑

2.1充分利用仿真軟件資源

目前的仿真軟件已經達到相當高的水平，所涉及的專業方向已經涵蓋機械、電氣、流體、加工、機器人等大部分工業領域，而且根據不同領域的特點，其仿真軟件還具有不同的側重方向。已有的仿真軟件已經能夠為開發設計人員提供和真實設備幾乎一模一樣的科研平臺。科研人員可以通過虛擬仿真軟件，構建起符合其試驗要求的各種虛擬試驗平臺，從而在這些虛擬試驗平臺上進行創新理論和工藝方法的實驗驗證。

2.2利用國家基礎虛擬仿真平臺

中國政府建立了很多基礎性的虛擬仿真國家級平臺，例如中國超級計算中心、國家工程中心等，在這些國家級的虛擬仿真平臺上，可以開展大型的虛擬仿真實驗研究，通過這些政府提供的基礎虛擬仿真資源，完成高校無法提供的相關實驗驗證。

2.3利用企業虛擬和實物科研平臺

如果把一些實際工作能力和科研能力較強的工科碩士研究生，牽引到與其研究方向相近的企業技術崗位從事企業實際技術開發與研究，則既可以緩解企業在人才方面的不足，又可以提高研究生培養的質量。如果研究生在實際工作崗位上得到企業認可，就可以在畢業后直接到企業工作。

2.4學習國外在虛擬仿真平臺方面的經驗

歐美發達國家在虛擬仿真平臺建設方面起步很早，美國早在上個世紀八十年代就開始國家級的虛擬仿真實驗室建設，而且其在每個重要的高等學校還建有專業性的虛擬仿真實驗室，為從事相關研究的人員提供基礎虛擬仿真科研平臺。

2.5通過碩士課題完成情況考察平臺建設效果

科研通過碩士研究生科研課題和論文的完成情況，以考察虛擬仿真實驗研究平臺的建設效果，從而為平臺建設提供更豐富的建設經驗。

3.基于虛擬仿真的科研培養體系建立

3.1總體培養體系分析

可以從學校、企業兩個方面，總結出一套符合實際的工科碩士研究生虛擬仿真科研平臺搭建方法，提出虛擬仿真和實物試驗結合理論。

3.2學校虛擬仿真科研平臺的建立

高等學?？梢酝ㄟ^購買虛擬仿真軟件，初步搭建起科研平臺建設的基礎，然后讓各個研究方向的碩士研究生導師根據自己的科研方向組織研究生開展基礎性的平臺建模工作，在基礎性建模工作基礎上，匯總各個大的科研方向的全部虛擬仿真成果，從而宏觀上搭建起具有方向性的基礎性虛擬仿真平臺。學校可以為這些大的科研虛擬仿真平臺提供基礎性的服務器、建設工具軟件、日常維護人員、數據調用存儲平臺，從而讓其發揮最大效能。

3.3企業虛擬仿真科研平臺的建立

企業可以根據自己對科研技術、工藝技術、人才方面的具體需求，選擇性地搭建符合自己企業產品和技術路線的工程建模軟件，然后與高校合作，利用高等學校優質的人才和技術優勢，搭建起具有現實工程意義的虛擬仿真科研平臺，從而利用這些平臺開展企業新產品開發、新技術驗證、新工藝規劃工作，大大降低企業的研發和試驗成本。對于在此類項目中表現優秀的碩士研究生，企業可以有選擇性地讓其畢業后留在企業繼續從事相關科研工作，為企業提前培養出滿足實際需要的高端技術人才，使企業的人才隊伍更穩定。

4.工程實際能力培養“雙結合”理念

把“雙結合理念”（即學術研究與科研工程實例相結合；研究生科研實踐與企業實際工具、手段相結合）作為理論知識和教育目標之間的“橋梁”，通過“雙結合理念”把學術成果轉化為工程實際能力，按照產生興趣→初步了解→理解概念→深入思考→靈活運用的順序建立培養方法，從而激發研究生從事實際工程科研活動欲望。在此基礎上建立一套符合實際情況的工科碩士研究生工程實際能力培養體制。

通過虛擬仿真實驗科研平臺培養體系的建立，能夠同時形成工科碩士研究生的“學術研究”和“工程能力”的培養方法、相關制度，完善工科碩士研究生工程實際能力培養的相關制度，提高研究生教育的工程實際能力培養水平。

參考文獻：

[1]王國祥，戴琛，張春華.大型儀器設備服務本科生、研究生創新能力培養的研究與實踐[J].科技資訊，2015（8）：174-175.

[2]高輝，王乃艷.智能電網虛擬仿真實驗教學探討[J].中國電力教育，2014（8）：87-89.

[3]鄧興升.虛擬仿真平臺下攝影測量實踐教學模式探索[J].測繪工程，2015（9）：154-155.

[4]肖文，陳勇.研究生導師組培養模式的實證分析[J].中國高教研究，2013（3）：8-9.

[5]杜建軍.校企聯合培養研究生的辦學實踐對全日制專業學位研究生培養的啟迪[J].考試周刊，2013（3）：13-17.

課題來源：河北科技師范學院教學研究項目：工科碩士研究生科研創新能力培養方法研究